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瑞典电池电池储能新研究:碳纤维车身也可用作电池电极

作者: | 发布日期: 2018 年 10 月 23 日 9:54 | 分类: 产业资讯

据外媒报道,瑞典查尔姆斯理工大学(Chalmers University of Technology)的多学科研究小组最近发表了一项有关碳纤维微观结构如何影响电化学特性的研究,即碳纤维作为锂离子电池电极的潜力:碳纤维可用作电池电极,直接储存电能。

到目前为止,该研究领域是一个尚未开发的全新领域。研究人员研究了不同类型的商用碳纤维的微观结构,发现有小但是质素差晶体的碳纤维具良好的电化学性能,但是强度降低;而有大且质素好晶体的碳纤维强度更好,但是电化学性能太低,无法用于结构电池。但是,在该研究中,具良好电化学性能的碳纤维仍比钢的强大略高。

该项研究为结构电池开辟了新机遇,使碳纤维能够成为能源系统的一部分。此种多功能材料还能显著减轻未来飞机和车辆的重量,有助于解决电气化的关键挑战。为了延长每次电池充电后的续航里程,减重对车辆来说非常重要。

瑞典创新局(Vinnova)、瑞典能源署(Swedish Energy Agency)、瑞典科学研究委员会(Swedish Research Council)以及Alistore欧洲研究所对该项研究提供了资助。

查尔姆斯理工大学材料与计算力学教授、多学科研究小组负责人Leif Asp表示:“汽车车身不仅仅是一个承重元件,还可充当电池。”除了研究碳纤维作为增强材料可实现的功能之外,Leif Asp教授还研究碳纤维材料可储存能量。Asp补充说:“碳纤维还可用作其他功能,例如为传感器或能量和数据的导体收集动能。如果所有上述功能都可在汽车上实现,那么汽车重量可减少50%。”

研究人员目前正与汽车和航空业合作。Leif Asp认为,对于航空业来说,可能有必要增加碳纤维复合材料的厚度,以弥补结构电池的刚度,同时可增加其储能能力。此外,根据重量、强度、刚度和电化学特性系统优化车辆是关键。结构电池可能不如传统电池高效,但是其具承重能力,从系统上来看,具很大的成本效益。而且,因具更低能量密度,结构电池不含挥发物质,因而比传统电池更安全。

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